在 .NET 开发中，依赖注入（Dependency Injection，简称 DI）是一种设计模式，它可以增强代码的可测试性、可维护性和可扩展性。以下是对 .NET 依赖注入的详细介绍：
1. 什么是依赖注入
在软件开发里，当一个类需要使用另一个类的功能时，就会产生依赖关系。传统做法是在类的内部创建依赖对象，这样会使代码耦合度变高，不利于测试和维护。而依赖注入则是将依赖对象的创建和管理工作交给外部容器，让类只专注于自身的业务逻辑。
例如，有一个 OrderService 类需要使用 EmailService 类来发送邮件，传统方式是在 OrderService 内部创建 EmailService 实例：
public class EmailService
{public void SendEmail(string message){// 发送邮件的逻辑Console.WriteLine($"Sending email: {message}");}
}public class OrderService
{private readonly EmailService _emailService;public OrderService(){_emailService = new EmailService();}public void ProcessOrder(){// 处理订单的逻辑_emailService.SendEmail("Order processed successfully.");}
}
使用依赖注入，OrderService 不再自己创建 EmailService 实例，而是通过构造函数接收：
public class OrderService
{private readonly IEmailService _emailService;public OrderService(IEmailService emailService){_emailService = emailService;}public void ProcessOrder(){// 处理订单的逻辑_emailService.SendEmail("Order processed successfully.");}
}
2. .NET 中的依赖注入容器
.NET 提供了内置的依赖注入容器，它能够管理对象的生命周期和依赖关系。在 Startup.cs（.NET 5 及之前版本）或者 Program.cs（.NET 6 及之后版本）中配置依赖注入。
2.1 注册服务
在 .NET 中，服务可以通过不同的生命周期进行注册，主要有以下三种：
- 单例（Singleton）：在整个应用程序生命周期中，只创建一个服务实例。
- 作用域（Scoped）：在每个请求的生命周期内，只创建一个服务实例。
- 瞬态（Transient）：每次请求服务时，都会创建一个新的服务实例。
以下是在 .NET 6 的 Program.cs 中注册服务的示例：
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;var host = Host.CreateDefaultBuilder(args).ConfigureServices((hostContext, services) =>{// 注册单例服务services.AddSingleton<IEmailService, EmailService>();// 注册作用域服务services.AddScoped<IOrderService, OrderService>();// 注册瞬态服务services.AddTransient<ITransientService, TransientService>();}).Build();// 使用服务
var orderService = host.Services.GetRequiredService<IOrderService>();
orderService.ProcessOrder();host.Run();
2.2 解析服务
通过 IServiceProvider 接口可以从依赖注入容器中解析服务。在上面的示例中，使用 host.Services.GetRequiredService<IOrderService>() 方法获取 IOrderService 的实例。
3. 依赖注入的优点
- 可测试性：因为依赖对象是通过构造函数注入的，所以在单元测试时可以轻松地使用模拟对象来替代真实的依赖对象。
- 可维护性：当依赖对象发生变化时，只需要在依赖注入容器中修改注册配置，而不需要修改使用依赖的类。
- 可扩展性：可以方便地替换或添加新的依赖对象，而不会影响现有的代码。
4. 依赖注入的使用场景
- Web 应用开发：在 ASP.NET Core 应用中，控制器、中间件等组件可以通过依赖注入获取所需的服务。
- 测试驱动开发（TDD）：依赖注入使得编写单元测试更加容易，因为可以使用模拟对象来隔离被测试的类。
- 大型项目开发：在大型项目中，使用依赖注入可以有效地管理组件之间的依赖关系，降低代码的耦合度。
总结
依赖注入是 .NET 开发中非常重要的设计模式，它通过将依赖对象的创建和管理工作交给外部容器，提高了代码的可测试性、可维护性和可扩展性。.NET 提供了内置的依赖注入容器，开发者可以根据需要注册不同生命周期的服务，并从容器中解析服务实例。
